我国光催化分解水制氢研究取得重要突破

4月8日记者从中国科学院金属研究所获悉，我国科研人员利用稀土元素钪对光催化分解水的催化材料进行改造，产氢效率提高15倍，创造了该材料体系的新纪录。

据介绍，光解水制氢以二氧化钛半导体为催化材料，在阳光下直接将水分解成氢气和氧气。当光线照射二氧化钛时，内部产生的带电粒子成为分解水的工具，整个过程绿色环保。

该科研团队创造性地引入钛在元素周期表中的邻居——钪元素对二氧化钛进行改造。由于半径相近，钪离子能完美嵌入材料而不造成结构变形，钪的稳定价态也恰好能够中和电荷失衡问题，且钪离子能重构晶体表面，产生特定的晶面结构让带电粒子有充分参与反应的时间和空间。

改造后的光催化材料性能显著提升，紫外线利用率突破30%，在模拟太阳光下产氢效率较同类材料提升15倍。如果用这种材料制作1平方米的光催化板，在阳光照射下每天能产生约10升的氢气。

目前，我国二氧化钛产能占全球50%以上，已形成完整的产业链。同时，我国的钪储量也位居世界前列。科研人员表示，光催化分解水效率进一步突破后将有望实现产业应用，推动能源结构升级。

记者：高铭、王莹

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